臥式車床加工中產生波紋的原因分（fèn）析及解決對策-螺紋加工機床網-數控機床（chuáng）市場網

您現在的位置：螺紋加工機床網> 技術前沿>臥式車床加（jiā）工中產生波紋的原因分析及解決對策

臥式車床加工中產生波紋的原因分析及解決對策

2021-12-20 來源：哈爾（ěr）濱鍋爐廠有限責任公司作者：何思琦

摘要（yào）：分（fèn）析了臥式車床在加工時工件表麵產生波紋的原因，從設備修理的角（jiǎo）度出發，通過（guò）分析車床結（jié）構，提出解決方案，從而達到消除車削波紋，提（tí）高車削精度的目的。

關鍵（jiàn）詞：臥式車床；波紋；修理；消除；精（jīng）度

0 引言

臥式車床經長期使用（yòng）後，在車削工件時，工件外圓或端麵經常會出現不同程度的波（bō）紋現（xiàn）象。波紋的形狀、形式多（duō）樣，有等（děng）距離的、螺旋狀的，也有雜（zá）亂無章的。有的（de）波紋與工件軸線垂（chuí）直，有的則與工件軸線成平行狀態（tài）。總（zǒng）之，不同波紋形狀對應的產生（shēng）原因也不同。但（dàn）是（shì）不論哪種形式的波紋，都會（huì）影響工件（jiàn）的表麵質量，不能滿足工藝要（yào）求。所以，加工工件出現波紋必（bì）須找出產生（shēng）的根源，通過調整或修理予以根除。

根據多年的設備修理經（jīng）驗，總結了以下幾種（zhǒng）產生波（bō）紋的原因，並列舉了解決（jué）方（fāng）案（àn）。

1、等距離波紋

等距離波紋是經常遇到的（de）波紋之一，波紋成圓圈（quān）狀，與工件軸線垂直，且間距相同。如用記號（hào）筆在工件上劃過，每隔（gé）相等的軸向距離便出現一段記號（hào）痕跡，痕跡是斷斷（duàn）續續的，說（shuō）明產（chǎn）生等距離波紋的（de）波峰和波穀（gǔ）的高度差較大（dà），如圖1所示。

1.1 主要原因一

在工件外（wài）圓上產生等距離波紋的原因主要是：由於受車床傳動件的（de）影響，溜板（bǎn）在（zài）沿（yán）著床身導軌作縱向運動的同時，做周期性的上下或（huò）左右運（yùn）動。致使刀具在工件（jiàn）上把溜板的運動曲線反（fǎn）映出來。

1.1.1 原因（yīn）分析

在修理的時（shí）候首先分析是否由車床的光杠所引起的。由於光杠是細長結構，且極易彎曲（qǔ）。並且在車床工（gōng）作時，光杠與溜（liū）板箱上（shàng）與之配合的光杠套（tào）由於車床（chuáng）轉動離心力（lì）的作用，產生間隙。當光（guāng）杠彎曲時，光杠和光杠套的受力點（diǎn）會隨著光杠的彎曲而（ér）不斷變化（huà），光杠的徑向跳動量就會（huì）變大，再綜合床身和溜板導軌工作時產生的磨損量，致使（shǐ）溜板箱下沉，從而引起光杠與溜板箱上光杠帶動的（de）齒輪內孔不同心（俗稱“壓杠”）的現象。彎曲的光杠通過旋轉帶動（dòng）溜板縱向進刀的同時，溜板隨著光（guāng）杠的周（zhōu）期性跳動而作上下左右運動，於是產生了等距離（lí）波紋。這種波紋的距離與光杠旋轉一周而帶動溜板進（jìn）刀的距離是相同的。以CA6140車床為例（lì），波紋間距為4 mm左右。

1.1.2 解決方案

1）測量光杠與齒輪內孔的同軸（zhóu）度誤（wù）差。

此種方案需測量（liàng）出光杠與齒輪內孔的同軸度誤差（chà），可用檢驗棒、刀口尺（chǐ）和塞尺測量。具體方法是：在光杠套孔和齒輪孔中插入相同直徑的檢驗棒，移動溜板使檢驗棒靠近。用刀口尺分別靠在其中較高（gāo）的（de）一個檢驗棒的上母線（xiàn）和側母線上（shàng），再用塞尺測量另一個（gè）檢驗棒與刀口尺的縫隙，即可得出兩者同軸度的誤（wù）差值。

誤差值較（jiào）大時，須在溜（liū）板的平導軌麵上粘接比誤差（chà）值稍厚的導軌板（bǎn）（餘量用於合（hé）研修刮），角度導（dǎo）軌的粘接厚度則需要通過計算，粘接後，既要滿足溜板抬高的需要，又要消除水平方向的誤差。再經過合研修（xiū）刮，使誤差更小，最終（zhōng）達到光杠與齒（chǐ）輪孔（kǒng）同心的要求。

誤差值不大時，可刨去溜板上（shàng）與溜（liū）板（bǎn）箱（xiāng）的結合麵與誤差值相同的（de）尺寸，使溜（liū）板箱（xiāng）抬高，然後（hòu）再加工中（zhōng）拖板絲杠上的齒輪，使其負變位來（lái）保證齧合的方法。

通過上（shàng）述方法，光杠與齒輪內孔的同軸度誤差問題就能徹底解決（jué）。

2）測量光杠的彎曲度。

此種方（fāng）案要測量（liàng）光杠的彎曲度。將光杠架在（zài）兩個V形鐵上，采用百分表來測量，將百分表的表頭觸及光杠上母線的中間位置，轉動光杠，百分表讀數（shù）的一半就是彎曲的程度。為準（zhǔn）確起見，可以分別測量與中間相鄰的幾個位置。這樣做不但能夠知道彎曲光杠最高（gāo）點的位置；還能得出光杠彎曲度（dù）的最大值，並且在所彎曲的最（zuì）高點做記號，使之一目（mù）了然。

校正（zhèng）光杠的方法如下：將光（guāng）杠架在V形鐵上，用T形槽螺釘和壓板壓在做（zuò）記號處，擰緊螺母使光杠向相反的方向變形。壓緊（jǐn）後變形停留90 min以上。同時（shí）用銅棒輕（qīng）輕敲擊壓板，以消除光（guāng）杠本身的內應力，起到塑性變形的目的。然後鬆開（kāi）壓板，進（jìn）行直線度檢查，如果檢查結果仍不能達到徑向跳動量0.20 mm以內，就需（xū）要再一次進行壓緊（jǐn）、停留、敲擊、檢查的過程。需要注意的是，每一次的壓緊（jǐn）都（dōu）要記住擰緊壓板（bǎn）螺母的圈數，以便受力後仍然彎曲時增加圈數，使光杠受力進一步增加，從而彎曲程度加大。例如：先擰了6圈（quān），鬆開後測量光杠的彎曲度，如果發現沒有多大的改變，那麽（me）再壓時就需多擰一圈或兩圈（quān），使（shǐ）光杠的（de）彎曲度加大，達到（dào）塑性（xìng）變形的（de）程度。以此類推，如果鬆開後徑向跳動量仍（réng）然在0.20 mm以上，就（jiù）再多擰一兩（liǎng）圈。直到發現光杠有校（xiào）直的跡象時，再進行操作時（shí）就隻需要半圈或小半圈地增加了（le）。隻（zhī）有這樣做，才能做到對光（guāng）杠的（de）校直（zhí）程度心中有數，校直才會有顯著效果。

通過上述方法，光（guāng）杠受力彎曲的問題就能徹底解決。

1.2 主要原因二

產生等距離波紋另一原因是因加工精度或配合精度引起的，比如使用年限較久的車床，齒條、齒輪等部件容易磨損（sǔn），這樣，產生等距離波紋的原因可能是：齒條磨損後加工精度達不到要求、齒輪（lún）軸磨損後加工精度達不到要求（溜（liū）板（bǎn）箱上與齒條齧合的齒（chǐ）輪軸）、齒條和床身（shēn）導軌麵配合達不（bú）到要求（qiú）、齒輪軸與溜板箱孔配合達不到要求、溜（liū）板（bǎn）箱（xiāng）縱向運動的輸出齒輪與床身上的齒條齧合不良等。這時產生的波紋與上述由於（yú）光杠同軸度或直線度的原因造成的波紋形狀一樣，但距離有所（suǒ）不同，波紋的（de）距離與齒條的周節相一致。

1.2.1 原因分析（xī）

這是由（yóu）於溜板縱向運動時，齒輪軸（zhóu）上（shàng）的齒輪（lún）與齒條相齧合，當輸（shū）出（chū）齒輪（lún）與齒條接觸時（shí），與齒輪軸配合的套與齒輪軸存在配合間隙，配合間隙較大（dà）時，齒輪軸在轉動時（shí）就會偏離原有的軌跡，從而在齒輪軸與齒條齧合時，齒（chǐ）輪軸的軸線就會發生偏移，導致齧合不良，進（jìn）而產生（shēng）周期性的振（zhèn）動狀態，這是一（yī）個不正常（cháng）的運動，會造成了大托板不能平穩移動，直接影（yǐng）響了溜板的直線運動，從而在工件上（shàng）產生了波紋。

1.2.2 解決方案

在齒輪與齒條之間通過壓鉛絲法，具體方法為（wéi）：將直徑為頂間隙的1.25～1.50倍的軟鉛絲用油脂粘在齒輪上（注意（yì）鉛絲長度不應短於5個齒距（jù）），然後用（yòng）力將齒（chǐ）輪轉動，使鉛絲置於（yú）齒（chǐ）輪與齒條結合麵上，經擠壓後，鉛絲變形，其厚度即為實際間隙值，用遊標卡尺測量出鉛絲厚度。然（rán）後根據（jù）間隙來調整齒（chǐ）條的位置，使輸（shū）出（chū）齒輪與齒條的齧合狀態達到最佳，保（bǎo）證傳動時平穩無阻滯（zhì）。

1.3 主要原因三

在工件端麵（miàn）上產生等距離（lí）波紋和在外圓上產生的原因是一樣（yàng）的，也都是由於傳動機構（gòu）的（de）影響（xiǎng）。

1.3.1 原因分析

與（yǔ）上述原因一致，中拖（tuō）板絲杠彎曲導致直線度誤差、絲杠和（hé）絲母不同心導致的同軸度誤差、中拖板導軌間隙大（dà）導致（zhì）徑向跳（tiào）動（dòng）。這（zhè）3個原因使得中拖板在前進（jìn）時（shí），產生了左右（yòu）的移動，走出了有規律（lǜ）的曲線，在工件上產（chǎn）生了波紋。波紋的距離和絲杠的（de）螺距一致，即（jí）絲杠每轉（zhuǎn）一圈，對中拖板就（jiù）有一個周期性的影響，於是工件（jiàn）端麵上就留下了等距離的波紋痕跡。

1.3.2 解決方案

與上述外圓波紋的操（cāo）作方（fāng）法一致：一是校直中拖板絲（sī）杠（gàng），采用反壓緊法；二是使絲杠絲母同心，采用餘量合研修刮法；三（sān）是調整斜鐵，消除導軌間隙。這3個問題解決了，波紋也就隨之消除了。

2 、雜亂（luàn）無章的波紋

此類波紋因其雜亂而多種多（duō）樣，無（wú）明顯規律可尋，並且（qiě）間斷性（xìng）地出現，因此（cǐ）需要深入分析產生的原因，找準（zhǔn）切入點，才能事半功倍（bèi），快速解決問題，經總結，大（dà）致有以下6種原因可導致此類波紋。如圖（tú）2所示。

2.1 主要原因一

主軸軸承磨損，主軸旋轉時由於受力不均衡形成振（zhèn）源引起主軸振動。

2.1.1 原因分析

主軸軸承在主軸上高速運轉，產生（shēng）軸承磨損。

2.1.2 解決方案

更換主軸磨損軸承，新軸（zhóu）承（chéng）裝配（pèi）時，要注意應根據誤差相消的方法。即：軸承外圈跳動的最高點對準主軸箱孔跳動的最低點；軸承內孔跳動的最高點對準主軸軸徑（jìng）跳（tiào）動的最低點。這樣可以減小誤（wù）差，裝配精度也會隨之（zhī）提高。

2.2 主要（yào）原因二

主軸與與之相配合的零件存在誤差，導致主軸在高速運轉時產生軸向竄動。

2.2.1 原因分析

主軸軸肩端麵的直線度誤（wù）差；主軸軸肩端麵與軸承承載端麵對主軸回轉軸線的垂直度誤差；主軸殼體軸承孔與主軸回轉軸線的垂直（zhí）度（dù）誤差等（děng）。

2.2.2 解決方案

調整主軸後端的圓（yuán）螺母（mǔ），調整並消（xiāo）除平麵（miàn）軸承、殼體等零件的間隙（xì），減少主軸軸向竄動量。調整時，先脫開主軸（zhóu）上的傳動齒輪，然後一邊旋轉主軸一邊調（diào）整圓螺母，直至調整（zhěng）至鬆緊合適即可。

2.3 主要原因三

主軸殼體（tǐ）軸承孔與主軸軸承的外圈（quān）產生間隙。

2.3.1 原因分析

主軸箱體孔（kǒng）因（yīn）長期磨損變（biàn）形導致（zhì）主軸（zhóu）殼體軸（zhóu）承孔與主軸（zhóu）回（huí）轉軸線（xiàn）產生垂直度誤差，使殼體與（yǔ）軸承間產生間隙。

2.3.2 解決方案（àn）

將主（zhǔ）軸箱在數控鏜床上按主軸後軸承孔找正，將主軸箱前軸承孔鏜大8～10 mm，用冷縮法將外徑（jìng）加工好而內（nèi）徑留有（yǒu）加工餘量的鋼套鑲入。待溫度（dù）升至常溫後，按與主軸軸承外圈過盈0.005～0.020 mm的尺寸鏜成即可。

2.4 主要原因四（sì）

四方刀台與刀架上平麵接觸不良。

2.4.1 原因分析

四方（fāng）刀台因長（zhǎng）期使（shǐ）用（yòng）導致變形，與刀架上平麵產生平行度誤差，致（zhì）使四方刀台與刀架上平（píng）麵接觸不良。

2.4.2 解決方案

四方刀台夾緊（jǐn）刀具後，可（kě）用塗（tú）色法檢查（chá）底（dǐ）麵與刀架上平麵的接觸精度。通過修磨修（xiū）刮，保證刀台夾持刀具（jù）後，其底麵與刀架上（shàng）平麵（miàn）仍能均勻地全麵接觸。

2.5 主要原因五

使用尾座支持工件進行加工時，頂尖套不穩定（dìng）。

2.5.1 原因分（fèn）析

頂尖錐柄（bǐng）與套筒錐孔磨損不能嚴密貼合，頂尖軸承因磨損出現間隙。

2.5.2 解決方案

檢查頂尖錐柄（bǐng）與套筒錐（zhuī）孔的接觸情況（kuàng），通過修磨或研磨，使其接觸良好。檢查頂尖軸承間隙，通過調整或更換，保證頂尖的旋轉精度。

2.6 主要原因六

因電動機運轉不平穩而產生振動。

解決方案：可校（xiào）正電動機轉子的平衡，有條件的可以進行動平衡。

3 、螺旋狀波紋

螺旋狀波紋像螺紋一樣，有間距但不重合，包絡在外圓上，如圖3所示。

3.1 主要原因

其原（yuán）因主要是主（zhǔ）軸間（jiān）隙大、刀具夾持（chí）不緊或刀杆剛性差。縱向（xiàng）進刀時，工件和刀具因產生共振而相互作前後方向的位移，使切屑厚薄不均，工（gōng）件表麵高低不（bú）平，同時發出（chū）刺耳的響聲（shēng）。

3.2 解決方案

一是調整主軸軸承，使主軸的徑向（xiàng）間隙和軸向（xiàng）竄動量合乎精度標準的要求；二是壓緊刀具，消除鬆動（dòng）現象；三是選擇剛性好的刀杆。

4、結論

綜上所述，總結（jié）分析了臥式車床車削加工時產生3種主要波紋的原（yuán）因，並從設備修理的角度提出了解決（jué）方案（àn），不僅提高了（le）故（gù）障診（zhěn）斷的準確率，還縮短了診斷時間。

投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞稿（gǎo）件發表，或進行資訊合作，歡迎（yíng）聯係本（běn）網編輯部，郵箱（xiāng）：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息（xī）

名企推薦

業界（jiè）視點

| 更多

行業數據

| 更多

博文選（xuǎn）萃

| 更多